一种基于超材料的中红外波段超薄平板透镜

摘要

一种基于超材料的中红外波段超薄平板透镜，包括圆形氟化钡平板基底；圆形氟化钡平板基底上刻有V字形金属棒结构，V字形金属棒结构上镀有金膜；所述V字形金属棒结构上分别把不同相位的V字形金属棒结构排列于不同半径r处，不同V字形金属棒结构沿径向排布，形成同心环；其中，每个同心圆环上排布的V字形金属棒结构相同。本发明首次提出利用16组V字形金属棒结构连续调控相位的方法，利用光刻与镀膜结合的方法加工中红外波段的平板透镜，与传统凸透镜相比，通过V字形金属棒结构相位调控替代传统曲面的傅里叶变换功能，该透镜具有超薄和平板的特征，从而大大降低了重量与体积。

主权项

一种基于超材料的中红外波段超薄平板透镜，其特征在于：包括圆形氟化钡平板基底；圆形氟化钡平板基底上刻有V字形金属棒结构，V字形金属棒结构上镀有金膜；所述V字形金属棒结构设计如下：根据完美聚焦相位分布公式：其中λ是自由空间的波长，f是平板透镜的焦距，r是V字形金属棒结构距离平板透镜中心的距离，分别把不同相位的V字形金属棒结构排列于不同半径r处，不同V字形金属棒结构沿径向排布，形成同心环；其中，每个同心圆环上排布的V字形金属棒结构相同，且个数n＝2πr/a，其中a为每个V字形金属棒结构所占据的正方形空间的边长；所述相位为每隔π/8增加相位值，共16组V字形金属棒结构；其中每组V字形金属棒结构包括两个金属棒单元，且两个金属棒单元形状尺寸相同；16组V字形金属棒结构中的8组V字形金属棒结构单元的长度h分别为1.78、1.5、1.33、1.18、1.13、0.98、1和0.68μm，对应每组V字形金属棒结构中两个金属棒单元的夹角Δ分别为45°、45°、60°、60°、90°、90°、180°和180°；其中，以平板透镜基底为平面建立平面直角坐标系，每组两个金属棒单元形成的夹角Δ的开口方向与平板透镜基底XY平面上的X轴正向夹角为45°；16组V字形金属棒结构中的另外8组V字形金属棒结构单元的长度h分别为1.78、1.5、1.33、1.18、1.13、0.98、1和0.68μm，对应每组V字形金属棒结构中两个金属棒单元的夹角Δ分别为45°、45°、60°、60°、90°、90°、180°和180°，其中，每组两个金属棒单元形成的夹角Δ的开口方向与平板透镜基底XY平面上的X轴正向夹角为‑45°。